DE102021122341A1

DE102021122341A1 - Partial housing arrangement for an electrical machine, electrical machine and method for the production thereof

Info

Publication number: DE102021122341A1
Application number: DE102021122341.5A
Authority: DE
Inventors: Lars Hülsemeyer; Kevin Kubelka; Nina Endenthum; Christoph Ahlbrecht; Bastian Arndt; Eduard Boettcher; Wolfgang Kirsch; Ingo Heinz; Frank Nahrmann; Sebastian Bruns; Jonas Hens; Wolfgang Sauer; Mahesh Puttamadegowda
Original assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Current assignee: SEG Automotive Germany GmbH
Priority date: 2021-08-30
Filing date: 2021-08-30
Publication date: 2023-03-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gehäuseteilanordnung mit einem Gehäuseteil (130), insbesondere Lagerschild, für eine elektrische Maschine, der zur Abdeckung zumindest eines Teils eines Wickelkopfes (114) einer Wicklung eines Stators der elektrischen Maschine vorgesehen ist, wobei der Gehäuseteil (130) eine axiale Wandung (132) zur Abdeckung zumindest des Teils des Wickelkopfes (114) in axialer Richtung (A) und eine seitliche Wandung (134) zur Abdeckung zumindest des Teils des Wickelkopfes (114) in radialer Richtung (R) aufweist, mit einer Halterung (160) für einen Temperatursensor (150), die derart angeordnet ist, dass sie sich, insbesondere in der axialen Richtung (A), entlang der seitlichen Wandung (134) erstreckt, wobei in die Halterung (160) er Temperatursensor (150) derart einbringbar ist oder eingebracht ist, dass er sich in axialer Richtung (A) zumindest teilweise auf Höhe des Wickelkopfes (114) befindet, und mit einem Fixiermittel (170), das dazu eingerichtet ist, den Temperatursensor (150), wenn er in die Halterung (160) eingebracht ist, mittelbar oder unmittelbar, in radialer Richtung weg von der seitlichen Wandung (134), insbesondere gegen den Wickelkopf (114), zu drücken. Die Erfindung betrifft einen weiterhin eine elektrische Maschine mit einer solchen Gehäuseteilanordnung und ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to a housing part arrangement with a housing part (130), in particular an end shield, for an electrical machine, which is provided to cover at least part of a winding overhang (114) of a winding of a stator of the electrical machine, the housing part (130) having an axial wall (132) for covering at least part of the winding overhang (114) in the axial direction (A) and a lateral wall (134) for covering at least part of the winding overhang (114) in the radial direction (R), with a holder (160) for a temperature sensor (150), which is arranged in such a way that it extends, in particular in the axial direction (A), along the lateral wall (134), wherein the temperature sensor (150) can be introduced into the holder (160) in this way or is introduced that it is in the axial direction (A) at least partially at the height of the end winding (114), and with a fixing means (170) which is adapted to the temperature sensors sor (150), when it is introduced into the holder (160), directly or indirectly, in the radial direction away from the lateral wall (134), in particular against the end winding (114) to press. The invention also relates to an electrical machine with such a partial housing arrangement and a method for its manufacture.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gehäuseteilanordnung, insbesondere einen Lagerschild, für eine elektrische Maschine, der zur Abdeckung zumindest eines Teils eines Wicklungskopfes einer Wicklung eines Stators der elektrischen Maschine vorgesehen ist, eine elektrische Maschine mit einer solchen Gehäuseteilanordnung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The present invention relates to a partial housing arrangement, in particular an end shield, for an electrical machine, which is provided to cover at least part of a winding head of a winding of a stator of the electrical machine, an electrical machine with such a partial housing arrangement and a method for its production.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Elektrische Maschinen, die typischerweise als Motoren und/oder Generatoren verwendet werden, können zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie und umgekehrt im Fahrzeug verwendet werden. Typischerweise werden Temperatursensoren verwendet, um Temperaturen während des Betriebs der elektrischen Maschine zu überwachen und um bei Bedarf Schäden aufgrund zu hoher Temperaturen verhindern zu können. Ebenso können Temperatursensoren zur Steuerung und/oder Regelung von Kühlungen wie z.B. Flüssigkeitskühlungen oder Lüfter verwendet werden.Electrical machines, typically used as motors and/or generators, can be used to convert mechanical energy into electrical energy and vice versa in the vehicle. Temperature sensors are typically used to monitor temperatures during operation of the electrical machine and, if necessary, to be able to prevent damage due to excessive temperatures. Temperature sensors can also be used to control and/or regulate cooling systems such as liquid cooling systems or fans.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention

Erfindungsgemäß werden eine Gehäuseteilanordnung für eine elektrische Maschine, eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zu deren Herstellung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.According to the invention, a partial housing arrangement for an electrical machine, an electrical machine and a method for its production are proposed with the features of the independent patent claims. Advantageous configurations are the subject of the dependent claims and the following description.

Die Erfindung beschäftigt sich mit der Befestigung von Temperatursensoren in elektrische Maschinen. Wie eingangs erwähnt, werden Temperatursensoren z.B. verwendet, um Temperaturen zu überwachen, Schäden aufgrund zu hoher Temperaturen zu verhindern oder Kühlungen wie z.B. Flüssigkeitskühlungen zu steuern bzw. zu regeln. Wie sich gezeigt hat, ist hierbei ein konstanter und naher Kontakt des Temperatursensors zu Punkten oder Teilen bzw. Komponenten mit besonders hoher oder gar der höchsten Temperatur beim Betrieb der elektrischen Maschine nötig. Hier kommt insbesondere die Wicklung des Stators der elektrischen Maschine (sog. Statorwicklung) in Betracht, welche aufgrund hoher Stromstärken sehr warm werden kann.The invention deals with the attachment of temperature sensors in electrical machines. As mentioned at the beginning, temperature sensors are used, for example, to monitor temperatures, to prevent damage due to excessive temperatures, or to control or regulate cooling systems such as liquid cooling systems. As has been shown, constant and close contact of the temperature sensor to points or parts or components with a particularly high or even the highest temperature during operation of the electric machine is necessary. The winding of the stator of the electrical machine (so-called stator winding), which can become very warm due to high current intensities, is particularly relevant here.

Temperatursensoren können hierfür z.B. in die Wicklung bzw. deren Imprägnierung eingebettet werden. Ein Nachteil hierbei ist aber, wie sich gezeigt hat, dass ein Temperatursensor dann nur durch Zerstörung der Imprägnierung wieder entfernt werden kann, wenn er z.B. aufgrund eines Defekts ausgetauscht werden soll. Außerdem muss der Temperatursensor dann schon während der Herstellung der Wicklung bzw. des Stators eingebracht werden. Eine elektrische Zuleitung (Kabel) für den Temperatursensor muss dann bei nachfolgenden Montageschritten immer beachtet werden, was zusätzlichen Aufwand erfordert, auch um etwaige weitere Beschädigungen zu vermeiden. Temperatursensoren können auch nachträglich an Teilen oder Komponenten des Stators befestigt werden, auch an der Wicklung bzw. Windung, z.B. durch Klips oder ähnliches. Dies birgt aber die Gefahr, bei der Anbringung die Wicklung bzw. deren Isolierung (Imprägnierung) zu beschädigen. Eine weitere Möglichkeit ist, Temperatursensoren an Stromschienen von Anschlussplatten für die Wicklung anzubringen. Dort werden aber, wie sich gezeigt hat, nicht immer die höchsten bzw. nicht hinreichend hohe Temperaturen erreicht, wie dies nötig wäre, um zu hohe Temperaturen zu erkennen, die Schäden verursachen. Wie erwähnt, wäre eine solche Stelle für ausreichend hohe Temperaturen die Statorwicklung.Temperature sensors can be embedded in the winding or its impregnation, for example. A disadvantage here is, as has been shown, that a temperature sensor can only be removed again by destroying the impregnation if it needs to be replaced due to a defect, for example. In addition, the temperature sensor must then already be introduced during the production of the winding or the stator. An electrical supply line (cable) for the temperature sensor must then always be taken into account in the subsequent assembly steps, which requires additional effort, also in order to avoid any further damage. Temperature sensors can also be subsequently attached to parts or components of the stator, including the winding or winding, e.g. using clips or the like. However, this involves the risk of damaging the winding or its insulation (impregnation) during attachment. Another possibility is to attach temperature sensors to busbars of connection plates for the winding. However, as has been shown, the highest or insufficiently high temperatures are not always reached there, as would be necessary to detect excessively high temperatures that cause damage. As mentioned, for sufficiently high temperatures, such a location would be the stator winding.

Eine geeignete Stelle für die Positionierung eines Temperatursensors ist insbesondere der Wickelkopf (d.h. der außerhalb des Eisenkerns befindliche Teil, in welchem die Wicklungen von einer Nut in eine andere verlaufen) der Statorwicklung. Hier setzt die Erfindung an und schlägt vor, einen Temperatursensor an oder in einem Gehäuseteil der elektrischen Maschine zu positionieren, sodass sich der Temperatursensor zwar nahe dem Wickelkopf befindet, aber nicht an dem Wickelkopf, sondern, z.B. mittelbar, an dem Gehäuseteil angebracht wird. Dann kann der Temperatursensor durch geeignete Mittel an den Wickelkopf gedrückt werden. Als Gehäuseteil kommt dabei z.B. ein Lagerschild der elektrischen Maschine in Betracht. Als Temperatursensoren kommen insbesondere sog. NTC-Temperatursensoren in Betracht; dabei steht NTC für „Negative Temperature Coefficient“ und bezeichnet einen sog. Heißleiter, bei dem der elektrische Widerstand mit zunehmender Temperatur abnimmt.A suitable place for positioning a temperature sensor is in particular the end winding (i.e. the part located outside the iron core in which the windings run from one slot to another) of the stator winding. This is where the invention comes in and proposes positioning a temperature sensor on or in a housing part of the electrical machine, so that the temperature sensor is located near the winding overhang, but not on the winding overhang but, e.g. indirectly, on the housing part. Then the temperature sensor can be pressed against the end winding by suitable means. An end shield of the electrical machine, for example, can be used as a housing part. In particular, so-called NTC temperature sensors come into consideration as temperature sensors; NTC stands for "Negative Temperature Coefficient" and designates a so-called thermistor in which the electrical resistance decreases with increasing temperature.

Der Gehäuseteil ist also ein solcher, der zur Abdeckung zumindest eines Teils eines Wickelkopfes einer Wicklung eines Stators der elektrischen Maschine vorgesehen ist, wobei der Gehäuseteil eine axiale Wandung (z.B. in Art eines Deckels oder ähnlichem) zur Abdeckung zumindest des Teils des Wickelkopfes in axialer Richtung und eine seitliche Wandung zur Abdeckung zumindest des Teils des Wickelkopfes in radialer bzw. Umfangsrichtung aufweist. Als axiale Richtung ist dabei die Richtung zu verstehen, in der eine Rotationsachse der elektrischen Maschine ausgerichtet ist. Entsprechend ist dann die radiale Richtung senkrecht zu dieser axialen Richtung.The housing part is therefore one that is provided to cover at least part of a winding overhang of a winding of a stator of the electrical machine, the housing part having an axial wall (e.g. in the form of a cover or the like) to cover at least part of the winding overhang in the axial direction and a lateral wall for covering at least part of the end winding in the radial or circumferential direction. The axial direction is to be understood as the direction in which an axis of rotation of the electrical machine is aligned. The radial direction is then correspondingly perpendicular to this axial direction.

An dem Gehäuseteil ist dann eine Halterung für einen Temperatursensor vorgesehen, die derart angeordnet ist, dass sie sich, insbesondere in der axialen Richtung, entlang der seitlichen Wandung erstreckt, vorzugsweise derart, dass zumindest ein Teil der Halterung sich zwischen dem Wickelkopf und der seitlichen Wandung befindet, wenn der Gehäuseteil zumindest den Teil des Wickelkopfes abdeckt. In die Halterung ist ein Temperatursensor dann derart einbringbar oder eingebracht, dass er (der Temperatursensor) sich in axialer Richtung zumindest teilweise auf Höhe des Wickelkopfes befindet. Zudem ist dann ein Fixiermittel vorgesehen, das dazu eingerichtet ist, den Temperatursensor, wenn er in die Halterung eingebracht ist, mittelbar oder unmittelbar, in radialer Richtung weg von der seitlichen Wandung, insbesondere gegen den Wickelkopf, zu drücken. Der Gehäuseteil, die Halterung und das Fixiermittel sowie ggf. der Temperatursensor bilden die Gehäuseteilanordnung.A holder for a temperature sensor is then provided on the housing part is arranged to extend, in particular in the axial direction, along the lateral wall, preferably such that at least a part of the holder is located between the winding head and the lateral wall when the housing part covers at least part of the winding head. A temperature sensor can then be introduced or introduced into the holder in such a way that it (the temperature sensor) is located at least partially at the height of the end winding in the axial direction. In addition, a fixing means is then provided which is set up to press the temperature sensor directly or indirectly in the radial direction away from the lateral wall, in particular against the end winding, when it is inserted into the holder. The housing part, the holder and the fixing means and possibly the temperature sensor form the housing part arrangement.

Dies erlaubt eine besonders einfache und flexible Montage des Temperatursensors, ohne Beschädigung der Wicklung oder deren Imprägnierung; dennoch kann der Temperatursensor in direkten Kontakt mit der Wicklung - und zwar am Wickelkopf, der heißesten Stelle der Wicklung - gebracht werden.This allows a particularly simple and flexible installation of the temperature sensor without damaging the winding or impregnating it; nevertheless, the temperature sensor can be brought into direct contact with the winding - specifically at the end winding, the hottest point of the winding.

Zweckmäßigerweise ist das Fixiermittel aus einem isolierenden Material wie Kunststoff, um Beschädigungen des Temperatursensors und/oder der Wicklung zu vermeiden.The fixing means is expediently made of an insulating material such as plastic in order to avoid damage to the temperature sensor and/or the winding.

Besonders bevorzugt umfasst das Fixiermittel ein Element, insbesondere eine Schraube oder ein Stopfen, das in einer Öffnung (insbesondere mit Gewinde) in der seitlichen Wandung in einer Richtung, die zumindest eine Komponente in radialer Richtung aufweist, verstellbar ist, bevorzugt (im Wesentlichen oder genau) in radialer Richtung. Es versteht sich, dass dies auch bedeutet, dass dieses Element auf Höhe (in axialer Richtung) des Temperatursensors bzw. auf einer Höhe, in der der Temperatursensor zu platzieren ist, angeordnet sein muss. Mittels des Elements lässt sich so der Temperatursensor an den Wickelkopf drücken oder pressen. Im Falle einer Schraube als Element kann diese z.B. von außen mit einem Werkzeug in ein zugehöriges Gewinde eingedreht werden.The fixing means particularly preferably comprises an element, in particular a screw or a plug, which can be adjusted in an opening (in particular with a thread) in the lateral wall in a direction which has at least one component in the radial direction, preferably (substantially or precisely ) in the radial direction. It goes without saying that this also means that this element must be arranged at the level (in the axial direction) of the temperature sensor or at a level at which the temperature sensor is to be placed. By means of the element, the temperature sensor can be pressed or pressed onto the winding head. In the case of a screw as an element, this can, for example, be screwed into an associated thread from the outside with a tool.

Alternativ ist es auch bevorzugt, wenn das Fixiermittel eine Feder, insbesondere eine Blattfeder, umfasst, die zwischen der seitlichen Wandung und dem Temperatursensor bzw. dessen Halterung angeordnet ist. Auch dies erlaubt es, den Temperatursensor an den Wickelkopf zu drücken oder zu pressen. Grundsätzlich denkbar ist auch die Verwendung beider Arten von Fixiermittel, also z.B. Schraube und Feder.Alternatively, it is also preferred if the fixing means comprises a spring, in particular a leaf spring, which is arranged between the lateral wall and the temperature sensor or its holder. This also makes it possible to press or press the temperature sensor onto the end winding. In principle, it is also conceivable to use both types of fixing means, e.g. screw and spring.

Wie erwähnt, ist das Fixiermittel dazu eingerichtet, den Temperatursensor mittelbar oder unmittelbar in radialer Richtung weg von der seitlichen Wandung zu drücken. Im unmittelbaren Fall ist dann z.B. in der Halterung eine entsprechende Aussparung für z.B. die Schraube, sodass diese direkt an den Temperatursensor anliegen kann. Im mittelbaren Fall würde das Fixiermittel die Halterung in radialer Richtung weg von der seitlichen Wandung drücken, die die Kraft dann wiederum auf den Temperatursensor überträgt.As mentioned, the fixing means is set up to press the temperature sensor directly or indirectly in the radial direction away from the lateral wall. In the immediate case, for example, there is a corresponding recess in the bracket for the screw, for example, so that it can rest directly on the temperature sensor. In the indirect case, the fixing means would press the holder in the radial direction away from the side wall, which in turn transmits the force to the temperature sensor.

Vorzugsweise ist in der axialen Wandung (des Gehäuseteils) eine Öffnung für die Halterung und/oder den Temperatursensor vorgesehen. Durch diese Öffnung kann dann z.B. zumindest ein Teil der Halterung eingebracht (z.B. eingesteckt) sein, oder es kann zumindest ein Teil der Halterung in das Gehäuseteil darüber eingebracht werden. Auch kann z.B. der Temperatursensor über die Öffnung in das Gehäuseteil eingebracht werden, ebenso kann eine elektrische Zuleitung zu dem Temperatursensor hierdurch geführt sein. Auch mehrere Möglichkeiten zugleich sind denkbar. Diese Öffnung erlaubt damit eine noch einfachere Montage, indem z.B. der Temperatursensor erst ganz zum Schluss eines Fertigungsprozesses eingebracht wird, ebenso kann z.B. der Temperatursensor darüber später einfach wieder entnommen werden, falls gewünscht oder nötig. Auch die Halterung kann z.B. entnehmbar in dem Gehäuseteil angeordnet sein. Alternativ oder auch zusätzlich kann der Temperatursensor entnehmbar in die Halterung einbringbar oder eingebracht sein.An opening for the holder and/or the temperature sensor is preferably provided in the axial wall (of the housing part). At least part of the holder can then be introduced (e.g. plugged in) through this opening, or at least part of the holder can be introduced into the housing part above it. The temperature sensor, for example, can also be introduced into the housing part via the opening, and an electrical supply line to the temperature sensor can also be routed through this. Several possibilities at the same time are also conceivable. This opening allows for even easier assembly, for example by inserting the temperature sensor at the very end of a production process, and the temperature sensor can also be easily removed later, if desired or necessary. The holder can also be arranged in the housing part so that it can be removed, for example. Alternatively or in addition, the temperature sensor can be inserted or inserted into the holder so that it can be removed.

Die Erfindung betrifft außerdem eine elektrische Maschine mit einem Stator mit Statorwicklung mit Wickelkopf und mit einer erfindungsgemäßen Gehäuseteilanordnung, insbesondere umfassend das Gehäuseteil als Lagerschild. Es versteht sich, dass die elektrische Maschine wie üblich auch einen Rotor aufweist und z.B. einen Regler oder dergleichen.The invention also relates to an electrical machine with a stator with a stator winding with a winding overhang and with a housing part arrangement according to the invention, in particular comprising the housing part as an end shield. It goes without saying that the electrical machine also has a rotor, as usual, and, for example, a controller or the like.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine, insbesondere wie sie vorstehend näher beschrieben worden ist. Dabei gibt es verschiedene bevorzugte Möglichkeiten, wann, d.h. bei bzw. nach welchen einzelnen Montageschritten, die Halterung und der Temperatursensor während eines Fertigungsvorgangs vorgesehen bzw. angebracht werden.Furthermore, the invention relates to a method for producing an electrical machine, in particular as has been described in more detail above. There are various preferred options as to when, i.e. during or after which individual assembly steps, the holder and the temperature sensor are provided or attached during a manufacturing process.

Ein bevorzugter Ablauf ist, dass zunächst die Halterung in oder an dem Gehäuseteil angeordnet wird, dann wird der Gehäuseteil am Stator angebracht. Ebenso kann dabei der Rotor vorgesehen werden. Danach wird der Temperatursensor in die Halterung eingebracht, und zwar insbesondere durch die erwähnte Öffnung in der axialen Wandung.A preferred procedure is that first the holder is arranged in or on the housing part, then the housing part is attached to the stator. The rotor can also be provided. Thereafter, the temperature sensor is introduced into the holder, in particular through the mentioned opening in the axial wall.

Ein weiterer bevorzugter Ablauf ist, dass zunächst der Temperatursensor in die Halterung eingebracht wird, die dann, mit eingebrachtem Temperatursensor, in oder an dem Gehäuseteil angeordnet wird. Der Gehäuseteil wird dann am Stator angebracht. Ebenso kann dabei der Rotor vorgesehen werden.Another preferred sequence is that first the temperature sensor is introduced into the holder, which is then, with the temperature sensor introduced, arranged in or on the housing part. The housing part is then attached to the stator. The rotor can also be provided.

Ein weiterer bevorzugter Ablauf ist, dass zunächst der Gehäuseteil am Stator angebracht wird. Ebenso kann dabei der Rotor vorgesehen werden. Danach wird der Temperatursensor in die Halterung eingebracht, die dann, mit eingebrachtem Temperatursensor, in oder an dem Gehäuseteil angeordnet wird.Another preferred process is that the housing part is attached to the stator first. The rotor can also be provided. The temperature sensor is then inserted into the holder, which is then arranged in or on the housing part with the temperature sensor inserted.

In allen Fällen kann danach, d.h. im Ablauf nach den jeweils genannten Schritten, das Fixiermittel vorgesehen werden, z.B. die Schraube in die Öffnung eingebracht und ggf. betätigt werden, d.h. die Schraube wird eingedreht, sodass der Temperatursensor gegen den Wickelkopf gedrückt wird. Im Falle einer Feder als Fixiermittel muss dieses nur vorgesehen bzw. eingebracht werden, aber nicht betätigt. Die Feder kann z.B. auch Bestandteil der Halterung sein, entweder auch aus Kunststoff bestehen oder ein dort, d.h. in der Halterung, vormontiertes Einzelteil. Dann würde die Feder nicht einzeln nachträglich eingefügt werden, wobei auch dies als Alternative möglich istIn all cases, the fixing means can then be provided, i.e. in the course of the steps mentioned, e.g. the screw can be inserted into the opening and actuated if necessary, i.e. the screw is screwed in so that the temperature sensor is pressed against the winding head. In the case of a spring as a fixing means, this only has to be provided or introduced, but not actuated. The spring can, for example, also be part of the holder, either made of plastic or a single part that is pre-assembled there, i.e. in the holder. Then the spring would not be individually inserted subsequently, although this is also possible as an alternative

Je nach möglicher Integration in den Fertigungsprozess kann dabei einer der bevorzugten Abläufe schneller oder einfacher sein. Hierzu sei noch erwähnt, dass die genannten Schritte des Ablaufs der Fertigung zwar in der genannten Reihenfolge durchgeführt werden, jedoch können auch weitere, hier nicht genannte Zwischenschritte vorgesehen sein.Depending on the possible integration into the manufacturing process, one of the preferred processes can be faster or simpler. It should also be mentioned in this regard that although the stated steps of the manufacturing sequence are carried out in the stated order, further intermediate steps not mentioned here can also be provided.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and refinements of the invention result from the description and the attached drawing.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.The invention is illustrated schematically in the drawings using exemplary embodiments and is described below with reference to the drawings.

Figurenlistecharacter list

1 shows schematically an electrical machine in which the invention can be used.
2 until 5 show schematically a preferred embodiment of the invention.
6 until 9 schematically show a further preferred embodiment of the invention.

Ausführungsform der Erfindungembodiment of the invention

In 1 ist schematisch eine elektrische Maschine 100 dargestellt, bei der die Erfindung eingesetzt werden kann. Die elektrische Maschine 100 weist einen Stator 110 mit Statorkern und Statorwicklung 112 auf, wobei die Statorwicklung 112 Wickelköpfe 114 umfasst, in denen die Wicklung aus dem Statorkern austritt, umgeführt ist, und wieder in den Statorkern eintritt. Weiterhin weist die elektrische Maschine 100 einen Rotor 120 mit Rotorwelle 122 auf, der um eine Rotationsachse 124 rotierbar ist. Der Rotor 120 bzw. die Rotorwelle 122 ist auf der sog. A-Seite in einem Lagerschild 130` und auf der sog. B-Seite in einem Lagerschild 130 gelagert. Die Lagerschilde 130 und 130' sind an einem zylindrischen Gehäuseteil 130" befestigt. Weiterhin ist hier am B-seitigen Lagerschild 130 ein Regler bzw. Inverter 140 vorgesehen, über den die elektrische Maschine 100 z.B. motorisch und/oder generatorisch betrieben werden kann. Dieser kann zur Regelung der Spannung bzw. des Drehmoments und zur Gleichrichtung bzw. Wechselrichtung der Ströme durch den Stator dienen.In 1 an electrical machine 100 is shown schematically, in which the invention can be used. The electrical machine 100 has a stator 110 with a stator core and a stator winding 112, the stator winding 112 including end windings 114, in which the winding emerges from the stator core, is looped around, and reenters the stator core. Furthermore, the electrical machine 100 has a rotor 120 with a rotor shaft 122 which can be rotated about an axis of rotation 124 . The rotor 120 or the rotor shaft 122 is mounted on the so-called A-side in a bearing plate 130' and on the so-called B-side in a bearing plate 130. The end shields 130 and 130' are attached to a cylindrical housing part 130". Furthermore, a controller or inverter 140 is provided here on the B-side end shield 130, via which the electric machine 100 can be operated, for example, as a motor and/or as a generator serve to regulate the voltage or the torque and to rectify or invert the currents through the stator.

In dem B-seitigen Lagerschild 130 als einem Gehäuseteil der elektrischen Maschine 100 ist ein Temperatursensor 150 vorgesehen, der über eine elektrische Zuleitung 152 an den Regler 140 angeschlossen ist. Die Erfindung beschäftigt sich mit der Art und Weise, den Temperatursensor 150 anzuordnen und soll nachfolgend anhand von zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.A temperature sensor 150 is provided in the B-side end shield 130 as a housing part of the electrical machine 100 and is connected to the controller 140 via an electrical supply line 152 . The invention deals with the way in which the temperature sensor 150 is arranged and is to be explained in more detail below using two different exemplary embodiments.

In den 2 bis 5 ist schematisch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In 2 ist zunächst schematisch ein Teil der elektrischen Maschine gezeigt, nämlich der B-seitige Lagerschild 130 sowie ein Teil des Stators 110 (Eisenkern) und ein Wickelkopf 114 (Wicklungsdrähte). Der Lagerschild 130 weist dabei einen axiale Wandung 132 auf, die zur Abdeckung zumindest eines Teils des Wickelkopfes 114 in axialer Richtung A dient, und eine seitliche Wandung 134, die zur Abdeckung zumindest eines Teils des Wickelkopfes 114 in radialer Richtung R dient.In the 2 until 5 a preferred embodiment of the invention is shown schematically. In 2 is first shown schematically a part of the electrical machine, namely the B-side end shield 130 and part of the stator 110 (iron core) and a winding overhang 114 (winding wires). The end shield 130 has an axial wall 132, which is used to cover at least part of the end winding 114 in the axial direction A, and a lateral wall 134, which is used to cover at least part of the end winding 114 in the radial direction R.

In dem Lagerschild 130 ist eine Halterung 160 vorgesehen, die mit einem oberen Teil in einer Öffnung 136 eingebracht oder eingesteckt ist; die Öffnung 136 ist in der axialen Wandung 132 vorgesehen. Die Halterung 160 erstreckt sich, im Wesentlichen in axialer Richtung, entlang der seitlichen Wandung 134 und zwar so weit, dass sich zumindest ein unteres Ende, also ein Teil der Halterung 160 zwischen dem Wickelkopf 114 und der seitlichen Wandung 134 befindet.A bracket 160 is provided in the end shield 130, the upper part of which is introduced or plugged into an opening 136; opening 136 is provided in axial wall 132 . The holder 160 extends, essentially in the axial direction, along the side wall 134 to such an extent that at least a lower end, ie a part of the holder 160 is located between the end winding 114 and the side wall 134 .

In die Halterung 160 ist nun der Temperatursensor 150 eingebracht, und zwar derart, dass er sich in axialer Richtung zumindest teilweise, hier ganz, auf Höhe des Wickelkopfes 114 befindet. Die elektrische Zuleitung 152 des Temperatursensors ist durch die Öffnung 136 herausgeführt. Darunter, dass sich der Temperatursensor 150 zumindest teilweise auf Höhe des Wickelkopfes 114 befindet, ist dabei insbesondere zu verstehen, dass der Temperatursensor 150 und der Wickelkopf 114 in axialer Richtung überlappen.The temperature sensor 150 is now introduced into the holder 160 in such a way that it is at least partially, in this case completely, at the level of the end winding 114 in the axial direction. The electrical feed line 152 of the temperature sensor is led out through the opening 136 . The fact that the temperature sensor 150 is at least partially at the level of the end winding 114 is to be understood in particular as meaning that the temperature sensor 150 and the end winding 114 overlap in the axial direction.

Weiterhin ist in der Öffnung 138 in der seitlichen Wandung 134 eine Schraube 170 eingebracht, die in der Öffnung (durch ein nicht gezeigtes Gewinde darin) in radialer Richtung verstellt werden kann, z.B. mittels eines entsprechenden Werkzeugs wie einem Schraubendreher oder Sechskantschlüssel. Durch Verstellen der Schraube in radialer Richtung auf den Wickelkopf 114 zu (also nach innen hin), wird durch die Schraube 170 eine Kraft auf den Temperatursensor 150 ausgeübt, sodass dieser in Richtung weg von der seitlichen Wandung 132 und insbesondere gegen den Wickelkopf 114 gedrückt wird. Damit dient die Schraube 170 als Fixiermittel.Furthermore, a screw 170 is introduced into the opening 138 in the lateral wall 134, which screw can be adjusted in the radial direction in the opening (through a thread therein, not shown), for example by means of an appropriate tool such as a screwdriver or hexagonal key. By adjusting the screw in the radial direction towards the end winding 114 (i.e. inwards), a force is exerted on the temperature sensor 150 by the screw 170, so that it is pressed in the direction away from the lateral wall 132 and in particular against the end winding 114 . The screw 170 thus serves as a fixing means.

In 3 ist der Lagerschild 130 in einer anderen Ansicht, hier perspektivisch, und ohne den Rest der elektrischen Maschine gezeigt, zudem die Halterung 160. Bei dem Lagerschild 130 sind insbesondere auch die beiden Öffnungen 136 in der axialen Wandung und 138 in der seitlichen Wandung zu sehen. In der seitlichen Wandung 134 ist im Bereich der Öffnung 138 sowie in Richtung der Öffnung 136 eine Anlagefläche zu sehen, an die die Halterung 160 angelegt werden kann.In 3 the bearing plate 130 is shown in another view, here in perspective, and without the rest of the electrical machine, as well as the holder 160. In the case of the bearing plate 130, the two openings 136 in the axial wall and 138 in the lateral wall can also be seen in particular. In the lateral wall 134, in the area of the opening 138 and in the direction of the opening 136, a contact surface can be seen, against which the holder 160 can be placed.

Zur Montage der Halterung 160 kann diese in der durch einen breiten Pfeil, der nach unten zeigt, angedeuteten Richtung (diese ist entlang der axialen Richtung) bewegt werden, sodass ein (in der 3 unteres) Ende 162 der Halterung 160 (in 4 gezeigt) in die Öffnung 136 eingebracht bzw. eingesteckt wird. Denkbar sind, wie angedeutet, noch Nasen 166 am anderen Ende der Halterung 160 (in 4 gezeigt), die in Ausnehmungen in der seitlichen Wandung 134 eingreifen können. Auf diese Weise kann die Halterung 160 in dem Lagerschild 130 angeordnet und auch (entnehmbar) fixiert werden.To mount the bracket 160, it can be moved in the direction indicated by a broad arrow pointing down (this is along the axial direction) so that a (in the 3 lower) end 162 of bracket 160 (in 4 shown) is introduced or inserted into the opening 136 . As indicated, lugs 166 are also conceivable at the other end of the holder 160 (in 4 shown), which can engage in recesses in the side wall 134. In this way, the holder 160 can be arranged in the end shield 130 and also (removably) fixed.

In 5 ist die Halterung 160 gezeigt, nachdem sie entsprechend in dem Lagerschild 130 angeordnet worden ist. Hier ist nun insbesondere zu sehen, dass sich das Ende 162 in der Öffnung 136 befindet und dass an dem Ende 164 (die Enden sind nur in 4 mit Bezugszeichen versehen) eine Aussparung im Bereich der Öffnung 138 vorgesehen ist. Dies erlaubt es, einen später eingebrachten Temperatursensor direkt mit der Schraube, wie in 2 gezeigt, in Kontakt zu bringen, um den Temperatursensor gegen den Wickelkopf zu drücken.In 5 1, bracket 160 is shown after it has been appropriately positioned within end shield 130. FIG. In particular, it can now be seen that end 162 is in opening 136 and that at end 164 (the ends are only in 4 provided with reference numbers) a recess in the area of the opening 138 is provided. This allows a later introduced temperature sensor to be attached directly to the screw, as in 2 shown to bring into contact to press the temperature sensor against the end winding.

Der Temperatursensor kann dabei z.B. vor Anbringen der Halterung 160 im Lagerschild 130 schon in die Halterung 160 eingebracht werden, sodass er zusammen mit der Halterung im Lagerschild 130 angeordnet wird. Denkbar ist aber auch, dass der Temperatursensor erst später, dann durch die Öffnung 136, in die Halterung 160 eingebracht wird.The temperature sensor can, for example, already be introduced into the holder 160 before the holder 160 is attached in the end plate 130, so that it is arranged together with the holder in the end plate 130. However, it is also conceivable for the temperature sensor to be introduced into the holder 160 later, then through the opening 136 .

Um den Temperatursensor wieder zu entfernen, muss lediglich die Schraube 170 wieder gelöst werden, sodass der Temperatursensor herausgezogen werden kann, ggf. unter Zuhilfenahme eines geeigneten Werkzeuges. Wenn der Lagerschild von dem Rest der elektrischen Maschine entfernt wird, kann auch die Halterung 160 daraus entfernt werden.In order to remove the temperature sensor again, it is only necessary to loosen the screw 170 again so that the temperature sensor can be pulled out, if necessary with the aid of a suitable tool. When the end shield is removed from the remainder of the electric machine, the bracket 160 can also be removed therefrom.

In den 6 bis 9 ist schematisch ein Ausschnitt einer weiteren bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Schnittansicht dargestellt. In 6 ist ein Teil der elektrischen Maschine teilweise gezeigt, nämlich der B-seitige Lagerschild 130 sowie ein Teil des Stators 110 und ein Wickelkopf 114. Zudem sind die axiale Wandung 132 und die seitliche Wandung 134 gezeigt, ebenso die Öffnung 136 in der axialen Wandung 132. Eine Öffnung in der seitlichen Wandung 134 ist hier nicht vorgesehen.In the 6 until 9 a detail of a further preferred embodiment of the invention is shown schematically in a sectional view. In 6 a part of the electrical machine is partially shown, namely the B-side end shield 130 and part of the stator 110 and a winding overhang 114. The axial wall 132 and the lateral wall 134 are also shown, as is the opening 136 in the axial wall 132. An opening in the side wall 134 is not provided here.

In dem Lagerschild 130 ist eine Halterung 260 vorgesehen, die mit einem oberen Teil in der Öffnung 136 eingebracht bzw. eingesteckt ist; insbesondere kann diese Halterung 260 von oben bzw. außen durch diese Öffnung 136 eingebracht werden. Die Halterung 260 erstreckt sich, im Wesentlichen in axialer Richtung, entlang der seitlichen Wandung 134 und zwar so weit, dass zumindest ein unteres Ende, also ein Teil der Halterung 260 zwischen dem Wickelkopf 114 und der seitlichen Wandung 134 befindet.A bracket 260 is provided in the bearing plate 130, which is introduced or inserted with an upper part in the opening 136; In particular, this holder 260 can be inserted through this opening 136 from above or from the outside. The holder 260 extends, essentially in the axial direction, along the lateral wall 134 to such an extent that at least a lower end, ie a part of the holder 260 is located between the end winding 114 and the lateral wall 134 .

Die Halterung 260 weist eine Nase 264 am oberen Ende auf, durch die die Halterung 260 daran gehindert wird, weiter als in 6 gezeigt in die Öffnung 136 bzw. den Lagerschild 130 eingebracht zu werden (siehe hierzu auch die Ansicht in 9). Zudem ist ein Schnapphaken 262 vorgesehen, der verhindert, dass die Halterung 260 einfach aus der Öffnung 136 bzw. dem Lagerschild 130 herausgenommen werden kann, sondern nur bei Bedarf z.B. durch Zuhilfenahme eines Werkzeugs. So kann z.B. mittels eines Schraubendrehens dieser Schnapphaken 262 zurückgedrückt werden.The bracket 260 has a tab 264 at the top which prevents the bracket 260 from extending further than in 6 shown to be introduced into the opening 136 or the end shield 130 (see also the view in 9 ). In addition, a snap hook 262 is provided, which prevents the holder 260 from being easily removed from the opening 136 or the bearing plate 130, but only if necessary, for example by using a tool. For example, this snap hook 262 can be pushed back by turning a screw.

In die Halterung 260 ist nun der Temperatursensor 150 eingebracht, und zwar derart, dass er sich in axialer Richtung zumindest teilweise, hier ganz, auf Höhe des Wickelkopfes 114 befindet. Die elektrische Zuleitung 152 des Temperatursensors ist durch die Öffnung 136 herausgeführt.The temperature sensor 150 is now introduced into the holder 260 in such a way that it is at least partially, in this case completely, at the level of the end winding 114 in the axial direction. The electrical supply line 152 of the temperature sensor is led out through the opening 136 .

In 7 ist die Halterung 260 nur mit dem Temperatursensor 150 mit dessen elektrischer Zuleitung 152 in einer anderen Ansicht gezeigt.In 7 the holder 260 is shown only with the temperature sensor 150 with its electrical supply line 152 in a different view.

Weiterhin ist zwischen der seitlichen Wandung 134 und der Halterung 260 auf Höhe des Temperatursensors 150 eine Feder 270, insbesondere eine Blattfeder, eingebracht, die eine Kraft auf den unteren Teil der Halterung 260 und darüber (mittelbar) auf den Temperatursensor 150 ausübt, sodass dieser in Richtung weg von der seitlichen Wandung 134 und insbesondere gegen den Wickelkopf 114 gedrückt wird. Damit dient die Feder 270 als Fixiermittel. In 8 ist diese Feder 270 nochmals in anderer Ansicht gezeigt.Furthermore, a spring 270, in particular a leaf spring, is inserted between lateral wall 134 and mount 260 at the level of temperature sensor 150, which exerts a force on the lower part of mount 260 and above it (indirectly) on temperature sensor 150, so that the latter in Direction away from the side wall 134 and in particular against the end winding 114 is pressed. The spring 270 thus serves as a fixing means. In 8th this spring 270 is shown again in a different view.

Zur Montage der Halterung 260 kann diese von außen mit ihrem unteren Ende zuerst in die Öffnung 136 eingebracht bzw. eingesteckt werden. Auf diese Weise kann die Halterung 260 sehr einfach und vor allem auch bei schon mit dem Rest der elektrischen Maschine verbundenen Lagerschild 130 angeordnet und (entnehmbar) fixiert werden. Die Feder 270 kann hierbei schon zuvor an der gewünschten Stelle montiert werden. Die Feder kann z.B. entweder als einzelnes Bauteil vorab in dem Lagerschild vormontiert worden sein oder als in der Halterung vormontiertes Teil mit selbiger gemeinsam in das Lagerschild eingefügt werden (in letztgenanntem Fall müsste sie im Zuge des Einführens ggf. komprimiert werden).To mount the holder 260, it can be introduced or inserted from the outside with its lower end first into the opening 136. In this way, the holder 260 can be arranged and (removably) fixed very easily and, above all, even when the end shield 130 is already connected to the rest of the electrical machine. The spring 270 can be mounted at the desired location beforehand. The spring can, for example, either have been pre-assembled as a single component in the end shield or can be inserted together with the bracket as a part pre-assembled in the bracket (in the latter case it may have to be compressed during the insertion).

Um den Temperatursensor wieder zu entfernen, kann dieser z.B. aus der Halterung 260 durch die Öffnung 136 herausgezogen werden, ggf. unter Zuhilfenahme eines geeigneten Werkzeuges. Ebenso kann die Halterung 260, wie erwähnt, z.B. durch Zurückdrücken des Schnapphakens 262, aus dem Lagerschild 130 entfernt werden, insbesondere auch zusammen mit dem Temperatursensor.In order to remove the temperature sensor again, it can be pulled out of the holder 260 through the opening 136, if necessary with the aid of a suitable tool. As mentioned, the holder 260 can also be removed from the bearing plate 130, e.g. by pushing back the snap hook 262, in particular also together with the temperature sensor.

Claims

Housing part arrangement with a housing part (130), in particular an end shield, for an electrical machine (100), which is provided to cover at least part of a winding overhang (114) of a winding (112) of a stator (110) of the electrical machine, the housing part ( 130) has an axial wall (132) to cover at least part of the end winding (114) in the axial direction (A) and a lateral wall (134) to cover at least part of the end winding (114) in the radial direction (R), with a holder (160, 260) for a temperature sensor (150), which is arranged in such a way that it extends, in particular in the axial direction (A), along the lateral wall (134), wherein the temperature sensor (150) can be introduced or has been introduced into the holder (160, 260) in such a way that it is at least partially at the height of the end winding (114) in the axial direction (A), and with a fixing means (170, 270) which is set up to fix the temperature sensor (150) directly or indirectly in the radial direction away from the lateral wall (134), when it is inserted into the holder (160, 260), in particular against the end winding (114) to press.

Housing part arrangement according to claim 1 , The fixing means (170) comprising an element, in particular a screw, which can be adjusted in the radial direction (R) in an opening (138) in the lateral wall (134).

Housing part arrangement according to claim 1 or 2 , wherein the fixing means (270) comprises a spring, in particular a leaf spring, which is arranged between the lateral wall (132) and at least one of the temperature sensor (150) and holder (260).

Housing part assembly according to one of the preceding claims, wherein the fixing means (270) is adapted to push the bracket (260) in the radial direction (R) away from the side wall (134) so that the temperature sensor (150) when it is in the Bracket is introduced, is pressed indirectly via the bracket in the radial direction away from the side wall.

Housing part assembly according to one of the preceding claims, wherein an opening (136) for the holder (160, 260) and/or the temperature sensor (150) is provided in the axial wall (132).

Housing part arrangement according to claim 5 , wherein through the opening (136) in the axial wall: at least part of the holder (160, 260) is introduced and/or at least part of the holder (260) can be introduced into the housing part (130) and/or the temperature sensor ( 150) can be introduced into the housing part (130) and/or an electrical supply line (152) is routed to the temperature sensor (150).

Housing part assembly according to one of the preceding claims, wherein the holder (160, 260) is removably arranged in the housing part (130).

Housing part arrangement according to one of the preceding claims, in which the temperature sensor (150) can be introduced or has been introduced into the holder (160, 260) in a removable manner.

Electrical machine (100) with a stator (110) with a winding (112) with a winding overhang (114), and with a partial housing arrangement according to one of the preceding claims, which covers at least part of the winding overhang (114).

Electric machine (100) after claim 9 , wherein the housing part (130) is designed as an end shield of the electrical machine.

Method for producing an electrical machine (100), in particular according to claim 9 or 10 , wherein a housing part (130), in particular an end shield, is provided for the electrical machine to cover at least part of a winding overhang (114) of a winding of a stator of the electrical machine, the housing part (130) having an axial wall (132) to cover at least of the part of the end winding in the axial direction and a lateral wall (132) for covering at least part of the end winding in the radial direction, a holder (160, 260) being provided for a temperature sensor (150), which is arranged in such a way that it extends, in particular in the axial direction, along the lateral wall, the temperature sensor (150) being introduced into the holder (160, 260) in such a way that it is at least partially at the height of the end winding (114) in the axial direction (A). , And by means of a fixing means (170, 270) of the temperature sensor (150), directly or indirectly, in the radial direction (R) away from the lateral Wa Terminal (134), in particular against the end winding (114), is pressed.

procedure after claim 11 , with the following sequence: - arranging the holder (160, 260) in or on the housing part (130), - attaching the housing part (130) to the stator (110), and - introducing the temperature sensor (150) into the holder, in particular by the opening in the axial wall.

procedure after claim 11 , with the following sequence: - introducing the temperature sensor (150) into the holder (160, 260), - arranging the holder (160, 260), with the temperature sensor (150) introduced, in or on the housing part (130), and - attaching of the housing part (130) on the stator (110).

procedure after claim 11 , with the following sequence: - attaching the housing part (130) to the stator (110), - introducing the temperature sensor (150) into the holder (160, 260), and - arranging the holder (160, 260), with the temperature sensor (150 ), in or on the housing part (130).

Procedure according to one of Claims 12 until 14 , the process further comprising: - providing and in particular actuating the fixing means (170) so that the temperature sensor (150) is pressed against the end winding (114).